• 과학교육연구지
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• 제35권2호
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• pp.283-294
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• 2011

이 연구는 개정된 물리교과서에 포함된 현대물리학 소재인 특수 상대성 이론에 대해 고등학생의 인지 수준을 고려하고 학습자의 주도적 수업참여를 구현하기 위하여 '가상현실'과 '사건도표' 활동이 포함된 수업방법을 고안하여 그 효과를 정량적이고 정성적으로 분석하는 데 목적이 있다. 특수상대론 개념 학습 프로그램을 통한 수업과 전통적 수업은 선택 후 설명식 문항의 전반적인 성취도에서 유의미한 차이를 나타내지 않았다. 프로그램 수업을 이수한 학생은 복합 개념 형 문항의 성취도는 유의미하게 높게 나타났다. 특수 상대론적 역설문제에서는 프로그램 수업집단은 전통적 수업집단보다 통계적으로 유의미하게 높은 성취도를 나타내었다. 프로그램 수업집단 학생들은 역설문제 해결과정에서 특수 상대론적 현상을 좌표계의 틀 위에서 객관적으로 설명하는 좌표계 의존 형 문제 해결방식의 특성을 나타내었다. 전통적 수업집단의 학생들은 특수 상대론적 현상을 불완전하거나 잘못된 좌표계 개념으로 설명하였고 사건의 순서를 관찰자의 직관에 의존하여 판단하는 관찰자 의존형 문제 해결방식을 나타내었다. 특수 상대론적 효과가 시각화된 영상을 보고 사건도표라는 가상의 시공간을 노트에 그려보고 생각하는 활동은 학생들에게 도약판을 만들어 주는 하나의 방법으로 제안한다.

• 과학교육연구지
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• 제38권3호
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• pp.569-584
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• 2014

본 연구의 목적은 고등학생들이 특수 상대론에 대한 이해 수준을 심층면담을 통해 알아보는 것이다. 심층 면담 대상은 8명으로 특수 상대론 기초개념 성취도 체크리스트와 광속불변의 법칙, 상대성의 원리, 동시성의 상대성, 차고 역설, 로켓 역설 등 6가지 상황 단계로 구성하여 심층 면담을 실시하고 분석하였다. 학생들은 특수 상대론과 관련된 단순한 현상의 기억, 개념의 암기 수준에서는 비교적 높은 성취도를 보였으나, 특수 상대론을 설명하는 본질적 원리 이해 수준에서는 낮은 성취를 나타냈다. 심층 면담에서 일부 학생들은 사건의 순서를 관찰자의 직관에 의존하였고, 좌표계를 수학적인 관점에서만 이해하고 실제 상황에서 판단하는 데에는 어려움을 나타냈다. 그리고 관성좌표계를 이해하지 못한 학생들은 상대론적 역설을 자신의 직관으로 설명하였고 학습자 혼돈이 발생하였다. 마지막으로 고등학생들이 형식적 조작기에 속하는 연령이지만 개인적 차이에 의해 시공간의 현상을 이차원 평면에 그리는 활동을 어려워하는 학생들도 있었다.

• 과학과기술
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• 1호통권428호
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• pp.87-92
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• 2005

1905년은 아인슈타인의 일생 가운데 가장 생산적인 해였다. 그는 그 해에 특수 상대론, 광전효과, 브라운 운동 및 E=mc² 등 네편의 주옥같은 논문을 발표했다. 한국물리학회와 과학문화진흥회는 이를 기념하기 위하여 2005년 7월 1일부터 2006년 2월말 까지 창경원 옆에 있는 서울 과학관에서 아인슈타인 100주년 기념 전시회를 갖는다. 전시회는 1)아인슈타인의 생애 2)시간과 공간 3)빛, 파동 및 물질 4)아인슈타인의 우주 5)아인슈타인과 예술 등 다섯 가지 주제를 체험위주로 기획하고 있다. 관람객들이 특수 상대론을 설명이 아니라 체험함으로써 일상생활에서는 어떻게 이용되고 있는가를 알도록 전시장을 꾸미고 있다. 각 주제별로 그 내용을 스케치해본다.

• 과학과기술
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• 제12권3호통권118호
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• pp.41-43
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• 1979

아인슈타인은 시공간에 관한 우리의 상식과 개념을 송두리째 바꾸어 버린 특수상대성이론 등 6개의 과학학술논문을 발표함으로써 그후 100년간의 물리학의 발전에 결정적인 영향을 미쳤다. 한국과학사총회와 한국과학저술인협회는 3월 17일 학산기술도서관에서 아인슈타인 탄생 11주년 기념 강연회를 가졌다. 다음은 이날 가진 민영기국립천문단장(아인슈타인과 우주론), 김정흠고대교수(상대론이후의 물리학), 이초식건대교수(아인슈타인의 과학철학)의 강연요지이다.

• 영재교육연구
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• 제14권4호
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• pp.71-91
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• 2004

고등학생 과학영재를 대상으로 하는 상대론 교육을 위해, 과학영재학교로 지정된 부산과학고등학교의 학생 사례 분석을 통한 상대론적 개념 이해에 대한 연구를 제시한다. 특수 상대론이라는 현대 물리 분야에서 발생하는 학생들의 이해도 변화 및 가능한 원인들을 조사하였다. 사전 조사와 사후 조사의 비교 분석에 의하면, 상대론적 개념들에 대한 학생들의 이해 정도가 교육을 통해 전반적으로 향상된 것으로 나타났다. 또한, 학생 사례 분석을 통해 상대론적 개념에 대한 학생들의 이해 및 오개념을 살펴보았다. 학생들이 상대성 원리의 타당성, 광속 불변의 원리가 고전 물리학에 미치는 영향 등에 대해 낮은 이해도를 가지는 것으로 나타났다. 이러한 낮은 이해도를 보이는 개념들에 대한 조사는 고등학생 과학영재의 올바른 개냄 형성을 위한 교육방안 고안에 여러 가지 기여를 할 것으로 보인다.

• 한국지역지리학회지
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• 제7권3호
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• pp.107-120
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• 2001

이 연구의 목적은 장소-특수적 거리 패러미터를 측정하는 방법론을 제시하고, 그것이 인구이동 연구에서 가지는 의미에 대해 미국의 48개 주간(州間) 인구 이동자료를 사례로 검토해보는 것이다. 전통적인 인구이동 연구에서 추출하는 거리 패러미터는 인구 이동량에 대해 거리가 가지는 평균적인 효과를 측정하는 것이다. 그러나, 그 평균적인 거리 패러미터는 모든 지역간 인구이동의 대표값일 뿐 인구이동에 있어 거리가 가지는 효과의 공간적 변이에 대해서는 아무런 통찰을 제공해 주지 못한다. 장소-특수적 거리 패러미터란 개개 소지역이 평균적인 거리 패러미터에 대해 가지는 상대적인 값이며, 거리가 인구이동에 대해 가지는 효과의 지역적 특이성을 측정하려고 한다. 이러한 연구는 최근 계량지리학 분야에서 발생하고 있는 변화에 부응하는 것이다. 1980년대 이후, 계량지리학은 공간통계학이라는 보다 폭넓은 개념의 확장과 일반연구환경으로서의 지리정보체계(GIS)치 성장으로 학문적 재구조화 과정 속에 있다. 이러한 재구조화 과정은 특정한 패러다임으로서의 탐구적 공간자료분석(ESDA)과 그것을 통계적으로 가능케 하는 국지 통계(local statistics)의 발달로 특징 지워진다. 통계적으로 가공되어 지역에 부여된 값으로 정의되는 국지 통계는 그것의 시각화를 효과적으로 수행하는 GIS와 결합함으로써, 시각화(visualization)와 과학활동으로서의 탐구(exploration)를 강조하는 탐구적 공간자료분석이라는 계량지리학의 새로운 패러다임을 효과적으로 수행하게 된다. 이러한 맥락에서, 장소-특수적 거리 패러미터는 하나의 국지 통계치로 인식될 수 있으며, 그것이 보여주는 공간적 패턴을 탐구하는 것은, 인구이동연구에서 탐구적 공간자료분석의 전형을 수행하는 것이라 올 수 있다. 장소-특수적 거리 패러미터는 출발지-특수적 거리 패러미터와 도착지-특수적 거리 패러미터로 나뉘어 지는데, 이러한 패러미터를 추출하기 위해서는 특정한 통계기법이 요구된다. 이러한 패러미터를 추출하기 위해 전통적인 혹은 보다 진보된 형태의 중력모델이나 엔트로피-극대화 모델이 활용될 수 있지만, 본 논문은 포아송 회귀분석을 이용함으로써 패러미터의 추출이 가장 효과적으로 이루어짐을 논증하고 있다. 이 방법론은 1985년과 1990년 사이에 발생한 미국 48개 주간 인구이동량에 대한 사례연구에 적용되었다. 그 연구 결과는 장소-특수적 거리 패러미터의 공간성을 명확히 보여준다. 즉, 평균적 거리 패러미터로 부터의 편기로 이해될 수 있는 장소-특수적 거리 패러미터들이 지역별로 상당한 차이를 보여줄 뿐만 아니라(공간적 이질성), 유사한 장소-특수적 거리 패러미터들이 공간적으로 집중되어 있음을 확인할 수 있었다(공간적 의존성). 지역차에 대한 강한 전통을 가지고 있는 지리학내에서 태동한 계량지리학이 지역적 특이성을 무시하는 방향으로 발전해 온 것은 아이러니라 할 수 있다. 그것은 계량적 방법론의 한계라기 보다는 그 방법론을 사용하는 전통적 계량지리학자의 한계라고 보아야 할 것이다. 이러한 의미에서 본 연구는 최근 계량지리학의 경향을 인구이동연구에 적용한 사례임과 동시에 맥락 의존성을 강조하는 보다 폭넓은 과학운동의 계량지리적 반응이다.

• 철학연구
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• 제116권
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• pp.281-312
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• 2010

이 글은 '언어적 패러다임 전환'을 겪은 이후 오늘날의 철학적 문제 상황에서 시도되는 모든 탈선험화의 과정이 이미 '냉소적' 단초에 도달함으로써 상대주의 특수주의 회의주의가 강화되고, 그 결과 이성과 진리의 이념에 대한 비판, 거부 그리고 무관심이 확산되고 있는 시대적 징후를 문제삼는다. 때문에 필자는 역설적으로 바로 이 지점에서 '도덕적 이성의 현실성' 회복의 긴급성과 절박성을 생각한다. 따라서 이 글의 목적은 도덕적 이성의 현실성 회복과 관련해서 실제로 어떤 이론적 인식 및 도덕적 인식이 참된 것, 즉 '객관적으로 타당한 것'으로 '증명'된 논증이 존재한다는 것을 보여 주는 것이다. 필자는 이를 위해서 먼저 철학적으로 상대주의적 회의주의적 단초들의 문제를 짚고(2), 이 단초의 극복을 위한 합리적 도덕적인 근거의 정당화 작업을 시도할 것이다(3). 이어서 이 정당화 작업이 궁극적으로는 현대의 최종근거지음의 문제와 밀접한 연관을 맺고 있음을 살펴보고(4), 이것은 결국 오류주의테제와의 대결을 통해서 인식이론적인 객관적 타당성을 획득하게 됨을 짚은 뒤에(5) 이 글을 마무리할 것이다(6).

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권1호
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• pp.25-30
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• 2002

블랙홀 쌍성계는 10 $M_{\odot}$ 정도의 블랙홀과 K또는 분광형을 갖는 만기형 항성의 쌍성계로 10여 개가 보고되어 있다. 블랙홀의 동반성은 Roche lobe를 태우기 때문에, 궤도 위상에 따라서 이들의 밝기가 달라져서, 타원체형 광도 곡선을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이들 쌍성계의 광도 곡선에서 최대 밝기 위상에서 수퍼센트 정도의 비대칭성이 보고되었으며, 이 현상은 흔히 항성 흑점 모형 또는 hot impact point모형을 사용하여 설명되고 있다 이 논문에서는 블랙홀 쌍성계의 공전 속도가 대략 400 km $s^{-1}$일 때에 Doppler 효과에 의 한 흑체의 온도 차이는 $DeltaT/T$ ~ 1/400에 이르며, 이에 의한 광도의 차이가 관측된 비대칭성에 충분히 크게 영향을 줄 수 있음을 지적한다. 따라서, 광도 곡선의 해석에서 특수 상대론적 효과가 고려될 때에, 단순히 계산된 항성 흑점 혹은 hot impact point의 온도와 규모에 중대한 수정이 필요할 것으로 예상된다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제22권4호
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• pp.463-472
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• 2005

본 논문에서는 행성탐사선의 항행해 결정을 위한 동역학 모델을 개발에 대한 내용을 다뤘다. 탐사선이 우주공간을 항행할 때 받는 섭동력으로써, 지구의 비대칭 중력장, 지구의 극축운동, 태양과 달이외의 태양계 행성에 의한 중력, 태양의 의한 상대성효과, 태양복사압 그리고 지구 대기저항에 대한 동역학 모델을 구성하여, 특수섭동론인 코웰 방법에 의거한 탐사선의 궤적 전파기를 개발하였다. 힘 또는 가속도 항으로 표현되는 탐사선의 운동방정식은 아담스 코웰 11차 예측자-수정자 방법에 의해 수치 적분된다. 구성된 전파기를 이용하여 2003년 발사된 화성탐사선인 Mars Express의 실제 임무설계에 사용된 초기궤적요소를 기준으로 임무 궤적을 산출하여 각 섭동력의 영향을 비교해 보았다 이러한 비교는 항행해 결정 시스템의 구성 시 요구 정밀도에 따라 고려해야할 섭동력의 기준을 제시해 주기 때문이다. 또한, 개발된 동역학 모델의 성능시험을 위해 극성 최소 근접거리에서의 위치와 속도를 계산하여 화성 도착여부를 판단하였다. 모의실험을 통해 탐사선의 위치가 화성 작용권구 내에 도달하며 상대속도가 화성에 대한 탈출속도 미만이므로 화성에 포획됨을 확인하였으며, STK(Satellite Tool Kit)를 이용해 산출된 결과와 비교함으로써 본 연구결과가 행성탐사 임무지원에 적합함을 검증하였다.